活塞冷態形狀與熱態變形示意圖

在摩托車發動機中，活塞組件是在高溫、高壓和高速下工作的，它的功用可以與人的心相比，它的往復與運動是發動機產生動力的源泉。同時，活塞也是將燃料爆發力向外傳遞的第一個零件，它首當其沖地承受著燃燒室內高溫高壓的強烈沖擊。因此，活塞的溫度很高，而且分布不均勻。當發動機接近滿負荷工作時，活塞頭部的中心溫度可達330～430℃，裙部的工作溫度也有150～180℃。高溫一方面使活塞材料的機械強度顯著降低，另一方面還會使活塞受熱膨脹增大，容易破壞與汽缸之間的配合間隙。溫度分布極不均勻，也會造成熱應力。其次，活塞頂部在做功行程時承受高壓燃氣的沖擊，瞬間的高壓會使活塞頂部下凹變形（活塞冷態形狀與熱態變形示意圖如圖1所示，從而促使裙部外脹，直接導致活塞對汽缸壁的側壓力增大，加速活塞和汽缸的磨損。在各類故障中，活塞組件故障占了一定的比例。因此，當分解發動機取出汽缸后，應不急于擦洗活塞，而是要仔細觀察取出汽缸后的活塞組原始狀態。

1. 看活塞裙部及側面的貼合情況，活塞頭部和環岸不應有與汽缸壁相摩擦形成的亮斑。只允許活塞裙部兩貼合面上有均勻的摩擦面。若其摩擦面呈灰色且上、下均寬為貼合良好如圖2、圖3所示，說明活塞熱膨脹合理，與汽缸筒配合間隙適中。
 

2. 若活塞裙部有輕微的摩擦痕跡如圖4所示，說明活塞與汽缸不是間隙偏小，就是缺乏潤滑，或是有灰塵雜物混入。如果是新更換的活塞，還有可能是活塞材料存在缺陷，若是行駛數萬千米的舊車，則屬于正常的磨損范圍，不必大驚小怪。
 

3. 若活塞裙部有明顯擠脹的亮斑或與汽缸筒有嚴重擦傷或拉傷痕跡如圖5、圖6、圖7所示，則可能是活塞材料問題或因為潤滑油量嚴重不足造成的。使活塞裙部在熱機狀態下產生異常膨脹，與汽缸筒壁相摩擦，導致活塞與汽缸的配合間隙相對變小，活塞的運行阻力增大，最終導致發動機加速性能變差，情況嚴重時還會發生 “抱缸”故障。對此，可仔細檢查與之配合的汽缸實際使用狀態，若汽缸內壁如圖8、圖9所示，則故障產生的原因極可能是嚴重缺乏潤滑油，或活塞質量太差。

4.仔細查看第二道氣環和油環下部至活塞裙部，如有明顯紅色竄氣痕跡如圖10、圖11所示，說明活塞環密封失效，存在嚴重的漏氣現象。這說明不是活塞環彈力太差，就是油環組件密封失效，或是汽缸筒存在嚴重的橢圓，使燃燒室的燃氣通過環與正圓度差的汽缸泄漏到曲軸箱中。如果在未分解發動機前，還可通過氣壓從火花塞孔沖入，觀察曲軸箱通氣孔是否有氣體泄出。

活塞內腔

5.如果活塞外表正常，沒有明顯的磨損、摩擦痕跡，但活塞內腔有如圖12、圖13所示明顯的污染，則最大的可能是該發動機使用了偽劣潤滑油品，或是潤滑油加注時間過長，已經嚴重變質。對此，可認真檢查潤滑油的品質，以及通過詢問摩托車用戶潤滑油的使用和更換情況來驗證以上的推論。

活塞頂部有積炭

6.仔細觀察活塞頂部如果有明顯的積炭如圖14、圖15所示，說明該發動機應該存在竄機油故障，可再檢查活塞環是否對口，活塞環和油環密封是否失效，如果活塞環和油環組件沒有問題，則可能是由于汽缸蓋組件中的氣門導管與氣門桿間隙過大或氣門油封密封失效引起的，應重點檢查相關零件。

7.摩托車在行駛途中突然自動熄火，并伴有明顯的異常聲響，摩托車無法再啟動。分解發動機后發現活塞頂部有一個如圖16所示的不規則的洞。此時用手摸曲軸箱或邊蓋，如果發動機很燙手，水滴上去瞬間汽化，說明此故障是由于發動機過熱或火花塞熱值過低引起的如圖17所示；若發動機不存在過熱現象，火花塞電極顏色很正常如圖18、圖19所示，但氣門盤部被嵌入活塞頂部，說明故障是由于氣門桿被卡在氣門導管內造成的。應重點檢查氣門桿和氣門導管如圖20、圖21所示的配合間隙，以及氣門桿及氣門導管直線度。如果是在發動機剛剛啟動，瞬間加大油們時導致機器突然熄火，則可能的因為氣門異動造成的。應視具體情況分別檢查，直到排除故障隱患為止。

8. 活塞在上下往復運行時有一個工作特點，當混合氣被點燃產生爆發壓力推動活塞下行的瞬間（即活塞處于上止點位置時），其活塞銷中心與連桿軸線剛好在一條直線上，這時的連桿無形中起到了立柱頂桿的作用，成為運動零件旋轉的“死點”。此時，活塞很難下行做功，表現為工作困難、發動機工作無力等。如果這時點火時間提前一點，發動機就會產生倒轉。另外，活塞裙部在下行轉向時還會與缸壁產生拍擊，引起敲缸異聲。為了解決這個矛盾，在設計活塞時，故意將活塞銷中心偏置制造，也就是活塞銷中心偏離活塞體中心平行移動適當的距離。目前市場上50～125mL摩托車發動機活塞銷孔的偏心量大都在0.50mm左右，為了正確安裝活塞，四沖程活塞的頂部鑄制有“IN”標記，如圖22所示，表示應按英文字母指示的進氣方向裝配。二沖程活塞頂鑄制有“EX”標記，表示應按英文字母指示的排氣方向裝配。這樣不僅可以使活塞順利下行做功，還能使活塞裙部緊貼進氣側并順利轉向，避免其拍擊汽缸壁。現在摩托車市場上出現部分活塞頂部有二個“IN”標記的情況，如圖23所示，如果遇到這個特殊情況，可采用實際測量方法，來進行區分。持游標卡尺，使移動卡爪靠到活塞裙部，固定卡爪則伸入活塞內腔中的活塞銷外圓處，如圖24所示，記下其數值，再掉轉活塞方向，在另一側使用同樣方法測量如圖25所示，從測量結果中可以看出，圖24偏心距為33mm ，圖25偏心距為34mm 。應將測量到偏心距為33 mm一側朝進氣側方向安裝即可（此活塞為四沖程機型）。

9. 活塞銷孔位于裙部中央上方，其作用是用來安裝活塞銷并承受活塞頂部傳來的燃氣壓力，再將壓力傳給活塞銷，繼而傳給連桿。銷孔兩端設有擋圈槽，用來安裝活塞銷擋圈（簡稱擋圈），主要是防止活塞銷軸向竄動，如圖26所示。有部分故障活塞在拆卸后，其活塞銷擋圈槽處可能會出現如圖27、圖28所示的特殊情況。www.wxjdsoft.com其故障原因，可能是活塞的擋圈槽加工過淺的緣故。由于直徑1.0㎜的活塞銷擋圈裝入單邊深度只有0.40mm的活塞銷孔擋圈槽內后，因沒有超過0.50mm擋圈槽深度，發動機工作一段時后，活塞擋圈槽因溫度變化而易變形，使用時間一長，尤其是摩托車在某個工況連續高速運轉，其活塞銷槽寬度在高溫下變寬，沒有超過活塞銷擋圈槽半徑深度的擋圈慢慢脫離活塞銷孔。由于活塞銷在隨活塞往復運動的同時，也作軸向運動（有一定的軸向間隙），并將已開始脫離擋圈槽的擋圈擠撞到汽缸壁上，這樣，在活塞銷的反復撞擊下，活塞銷擋圈逐漸脫離活塞銷孔口，而蹭向汽缸壁面。因此，應仔細檢查汽缸內壁，不但要更換異常磨損的汽缸，還必須在更換活塞前將活塞銷擋圈裝入活塞銷擋圈槽內，持游標卡尺如圖29所示，測量裝在擋圈槽內的擋圈對邊尺寸，確認活塞銷擋圈落入擋圈槽，并超過活塞銷孔內的0.50mm擋圈槽深度半徑，這樣就能夠避免此類故障再現。
 

10.在安裝活塞組件時，除了要仔細檢查活塞環開口間隙在規定的標準范圍內，還不能忘記測量活塞環與環槽間隙。可先將活塞環裝到活塞環槽中，再采用如圖30、圖31所示方法進行測量。為了防止活塞與汽缸間隙偏大或偏小，應測量活塞與汽缸之間的配合間隙，一般維修站沒有相關的測量儀器和工具，推薦采用實際測量法，即持0.02～0.04mm塞尺片，按照如圖32、圖33所示的方法進行。